脫水保藏

脫水保藏:水分是微生物生存繁殖和一切化學反應所必需的物質,因而食品脫水可起到防腐保藏作用。食品脫水法一般有日曬、陰乾、加熱面燙乾、噴霧、減壓蒸乾和冷凍減壓蒸乾等。

乾燥和脫水保藏

食品的乾燥和脫水保藏

食品的乾燥脫水保藏,是一種傳統的保藏方法。其原理是降低食品的含水量(水活性),使微生物得不到充足的水而不能生長。 各種微生物要求的最低水活性值是不同的。細菌、黴菌和酵母菌三大類微生物中,一般細菌要求的最低aw較高,在0.94—0.99;黴菌要求的最低aw為0.73~0.94,酵母要求的最低aw為0.88~0.94。但有些乾性黴菌,如灰綠麴黴最低aw僅為 0.64~0.70 (含水量16%),某些食品水活性值在0.70~0.73(含水量約16%)麴黴和青黴即可生長,因此乾制食品的防霉aw值要達到0.64以下(含水量12%~14%以下)才較為安全。
新鮮食品如乳、肉、魚、蛋、水果、蔬菜等都有較高水分,其水活性值一般在0.98~0.99,適合多種微生物的生長。目前防霉乾制食品的水分一般在3~25%,如水果乾為15~25%,蔬菜乾為4%以下,肉類乾製品為5~10%,噴霧乾燥乳粉為2.5~3%,噴霧乾燥蛋粉在5% 以下。

食品乾燥、脫水方法

食品乾燥、脫水方法主要有:日曬、陰乾、噴霧乾燥、減壓蒸發和冷凍乾燥等。生鮮食品乾燥和脫水保藏前,一般需破壞其酶的活性,最常用的方法是熱燙(亦稱殺青、漂燙)或硫磺熏蒸(主要用於水果)或添加抗壞血酸(0.05%~0.1%)及食鹽(0.1%~1.0%)。肉類、魚類及蛋中因含0.5%-2.0% 肝糖,乾燥時常發生褐變,可添加酵母或葡萄糖氧化酶處理或除去肝糖再乾燥。

食品的化學保藏法

化學保藏法包括鹽藏、糖藏、醋藏、酒藏和防腐劑保藏等。鹽藏和糖藏都是根據提高食物的滲透壓來抑制微生物的活動,醋和酒在食物中達到一定濃度時也能抑制微生物的生長繁殖,防腐劑能抑制微生物酶系的活性以及破壞微生物細胞的膜結構。

1)鹽藏

食品經鹽藏不僅能抑制微生物的生長繁殖,並可賦予其新的風味,故兼有加工的效果。食鹽的防腐作用主要在於提高滲透壓,使細胞原生質濃縮發生質壁分離;降低水分活性,不利於微生物生長;減少水中溶解氧,使好氣性微生物的生長受到抑制等。
各種微生物對食鹽濃度的適應性差別較大。嗜鹽性微生物,如紅色細菌、接合酵母屬和革蘭氏陽性球菌在較高濃度食鹽的溶液(15% 以上)中仍能生長。無色桿菌屬等一般腐敗性微生物約在5%的食鹽濃度,肉毒梭狀芽孢桿菌等病原菌在7%~10%食鹽濃度時,生長也受到抑制。一般黴菌對食鹽都有較強的耐受性,如某些青黴菌株在25%的食鹽濃度中尚能生長。
由於各種微生物對食鹽濃度的適應性不同,因而食鹽濃度的高低就決定了所能生長的微生物菌群。例如肉類中食鹽濃度在5% 以下時,主要是細菌的繁殖;食鹽濃度在5% 以上,存在較多的是黴菌;食鹽濃度超過20%,主要生長的微生物是酵母菌。

2)糖藏

糖藏也是利用增加食品滲透壓、降低水分活度,從而抑制微生物生長的一種貯藏方法。
一般微生物在糖濃度超過50%時生長便受到抑制。但有些耐透性強的酵母和黴菌,在糖濃度高達70%以上尚可生長。因而僅靠增加糖濃度有一定局限性,但若再添加少量酸(如食醋),微生物的耐滲透力將顯著下降。
果醬等因其原料果實中含有有機酸,在加工時又添加蔗糖,並經加熱,在滲透壓、酸和加熱等三個因子的聯合作用下,可得到非常好的保藏性。但有時果醬也會出現因微生物作用而變質腐敗,其主要原因是糖濃度不足。

3)防腐劑保藏

防腐劑按其來源和性質可分成有機防腐劑和無機防腐劑兩類。有機防腐劑包括有苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、脫氫醋酸及其鹽類、對羥基苯甲酸酯類、丙酸鹽類、雙乙酸鈉、鄰苯基苯酚、聯苯、噻苯咪唑等。此外還包括有天然的細菌素(如nisin)、溶菌酶、海藻糖、甘露聚糖、殼聚糖、辛辣成分等。無機防腐劑包括有過氧化氫、硝酸鹽和亞硝酸鹽、二氧化碳、亞硫酸鹽和食鹽等。
天然食品防腐劑 ——乳酸鏈球菌肽 nisin ( ninhibifory sabstance)
乳酸鏈球菌肽(nisin),又稱乳酸鏈球菌素,是從乳酸鏈球菌(s. lactis)發酵產物中提取的一類多肽化合物,食入胃腸道易被蛋白酶所分解,因而是一種安全的天然食品防腐劑。fao(世界糧農組織)和who(世界衛生組織)已於1969年給予認可,是目前唯一允許作為防腐劑在食品中使用的細菌素。
nisin是一種僅有34個胺基酸殘基的短肽,分子量約為3500da,正常情況下,以二聚體狀態存在,在分子組成中nisin含有羊硫氨酸(lanthlonine)β-甲基羊硫氨酸(β-methy llanthionine)、脫氫丙氨酸(dehy droalanine)、β-甲基脫氫丙氨酸(β-metly ldehydroa lanine)四種不常見的胺基酸殘基。
nisin的抑菌機制是作用於細菌細胞的細胞膜,可以抑制細菌細胞壁中肽聚糖的生物合成,使細胞膜和磷脂化合物的合成受阻,從而導致細胞內物質的外泄,甚至引起細胞裂解。也有的學者認為nisin 是一個疏水帶正電荷的小肽,能與細胞膜結合形成管道結構,使小分子和離子通過管道流失,造成細胞膜滲漏。
nisin的作用範圍相對較窄,僅對大多數革蘭氏陽性菌(g+)具有抑制作用,如金黃色葡萄球菌,鏈球菌、乳酸桿菌、微球菌、單核細胞增生利斯特菌、丁酸梭菌等,且對芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌孢子的萌發抑制作用比對營養細胞的作用更大。但nisin對真菌和革蘭氏陰性菌(g-)沒有作用,因而只適用於g+ 引起的食品腐敗的防腐。最近報導,nisin 與螯合劑EDTA二鈉連線可以抑制一些 g-,如抑制沙門氏菌(salmonella )、志賀氏菌(shigella)和大腸桿菌(e. cloi)等細菌生長。
nisin在中性或鹼性條件下溶解度較小,因此添加nisin防腐食品必須是酸性,在加工和貯存中室溫、酸性下是穩定的。
目前nisin已成功地套用於高酸性食品(ph<4.,5)的防腐;對於非酸性罐頭食品,添加nisin可減輕罐頭熱處理的溫度和時間,更好地保持產品的營養和風味;用於魚、肉類,在不影響肉的色澤和防腐效果情況下,可明顯降低硝酸鹽的使用量,達到有效防止肉毒梭狀芽孢桿菌毒素形成目的。
在酒精飲料中,nisin對g-酵母和黴菌幾乎沒有作用,因此在生產啤酒、果酒和烈性乙醇飲料時,加入100 u/ml的nisin對乳桿菌、片球菌等酸敗革蘭氏陽性菌細菌均有抑制作用。
2000年10月,國家“九五”攻關項目——乳鏈球菌肽(nisin)的工業化生產通過專家鑑定,其產品也終於從實驗室走向國內外市場。
另外,也發現其它乳酸菌可產生多種乳酸菌細菌素,具有抑菌特性,但目前仍處於探索階段。表9-9列出了nisin在一些國家的套用情況。
② 苯甲酸、苯甲酸鈉和對羥基苯甲酸酯
苯甲酸(c6h5cooh)和苯甲酸鈉(c6h5coona)又稱安息香酸(benzoic acid)和安息香酸鈉(sodium benzoate),系白色結晶,苯甲酸微溶於水,易溶於酒精;苯甲酸鈉易溶於水。苯甲酸對人體較安全,是我國允許使用的兩種國家標準的有機防腐劑之一。
苯甲酸抑菌機理是,它的分子能抑制微生物細胞呼吸酶系統活性,特別是對乙醯輔酶縮合反應有很強的抑制作用。在高酸性食品中殺菌效力為微鹼性食品的100倍,苯甲酸以未被解離的分子態才有防腐效果,苯甲酸對酵母菌影響大於黴菌,而對細菌效力較弱。
③ 山梨酸(sorbic acid)和山梨酸鉀(potassium sorbate)
山梨酸和山梨酸鉀為無色、無味、無臭的化學物質。山梨酸難溶於水(600:1),易溶於酒精(7:1),山梨酸鉀易溶於水。它們對人有極微弱的毒性,是近年來各國普遍使用的安全防腐劑,也是我國允許使用的兩種國家標準的有機防腐劑之一。
山梨酸分子能與微生物細胞酶系統中的巰基(—SH)結合,從而達到抑制微生物生長和防腐目的。山梨酸和山梨酸鉀對細菌、酵母和黴菌均有抑制作用,但對厭氣性微生物和嗜酸乳桿菌幾乎無效。其防腐作用較苯甲酸廣,pH 5-6以下使用適宜。效果隨pH值增高而減弱,在pH 3時抑菌效果最好。在醃製黃瓜時可用於控制乳酸發酵。
允許用量為醬油、醋、果醬類、人造奶油、瓊脂奶糖、魚乾製品、豆乳飲料、豆制素食、糕點餡等的最大用量1.0g/kg(以酸計,1g山梨酸相當於其鉀鹽1.33g);低鹽醬菜、面醬類、蜜餞類、山楂類、果葉露等最大用量0.5g/kg;果汁類、果子露、果酒最大用量0.6g/kg;汽水、汽酒最大用量0.2g/kg;濃縮果汁應低於2g/kg。
④ 雙乙酸鈉(sodium diacetate,縮寫為SDA)
雙乙酸鈉為白色結晶,略有醋酸氣味,極易溶於水(1g/ml);10%水溶液pH值為4.5~5.0。雙乙酸鈉成本低,性質穩定,防霉防腐作用顯著。可用於糧食、食品、飼料等防霉防腐(一般用量為1g/kg),還可作為酸味劑和品質改良劑。該產品添加於飼料中可提高蛋白質的效價,增加適口性,提高飼養動物的產肉、產蛋和產乳率,還可防止腸炎,提高免疫力,是新近開發的添加劑,美國食品和藥物管理局(FDA)認定為一般公認安全物質。並於1993年撤除了SDA在食品、醫藥及化妝品中的允許限量。
⑤ 鄰苯基苯酚(o-phenyl phenol,OPP)和鄰苯酚鈉(o-phenyl phenol sodium , SOPP)
主要用作防止黴菌生長,對柑桔類果皮的防霉效果甚好。允許使用量為100mg/kg以下(以鄰苯酚計)。
⑥ 聯苯(diphenyl)
對檸檬、葡萄、柑桔類果皮上的黴菌,尤其對指狀青黴和義大利青黴的防治效果較好。一般不直接使用於果皮,而是將該藥浸透於紙中,再將浸有此藥液的紙放置於貯藏和運輸的包裝容器中,讓其慢慢揮發(25℃下蒸氣壓為1.3Pa),待果皮吸附後,即可產生防腐效果。每千克果實所允許的藥劑殘留量應在0.07g以下。
⑦ 噻苯咪唑(thiabendazole,縮寫為TBZ)
TBZ是美國新發明的防霉劑,適用於柑桔和香蕉等水果。使用後允許殘留量,柑桔類為10mg/kg以下;香蕉每3 mg/kg以下;香蕉果肉為0.4 mg/kg以下。 總而言之,用於食品的一切化學物質必須無毒,要經長期的動物試驗,對其毒性狀況作科學的評價。表9-10是聯合國糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WHO)的食品添加劑專門委員會頒布的有機保藏劑的安全性及使用標準。
表9-10 保藏劑的每日允許攝取量(ADI,mg/kg體重)(FAO/WHO)
保 藏 劑 ADI (mg/kg體重) 保 藏 劑 ADI (mg/kg體重)
苯甲酸、苯甲酸鈉 0~5 * 丙酸鈉、丙酸鈣 無毒,不限制
山利酸、山梨酸鈉 0~25 * 鄰苯酚 0~0.2
對羥基苯甲酸酯類 0~10 * 噻苯咪唑 0~0.05
* 為合計量。 ⑧ 溶菌酶
溶菌酶為白色結晶,含有129個胺基酸,等電點10.5~11.5。溶於食品級鹽水,在酸性溶液中較穩定,55℃活性無變化。
溶菌酶能溶解多種細菌的細胞壁而達到抑菌、殺菌目的,但對酵母和黴菌幾乎無效。溶菌作用的最適pH值為6~7;溫度為50℃。食品中的羧基和硫酸能影響溶菌酶的活性,因此將其與其它抗菌物如乙醇、植酸、聚磷酸鹽等配合使用,效果更好。目前溶菌酶已用於麵食類、水產熟食品、冰淇淋、色拉和魚子醬等食品的防腐保鮮。 ⑨ 海藻糖
海藻糖是一種無毒低熱值的二糖。它之所以具有良好的防腐作用是鑒於它的抗乾燥特性決定的。它可在乾燥生物分子的失水部位形成氫鍵連線,構成一層保護膜,並能形成一層類似水晶的玻璃體。因此,它對於冷凍、乾燥的食品,不僅能起到良好的防腐作用,而且還可防止品質發生變化。 ⑩ 甘露聚糖
甘露聚糖是一種無色、無毒無臭的多糖。以0.05%~1%的甘露聚糖水溶液噴、浸、塗布於生鮮食品表面或摻入某些加工食品中,能顯著地延長食品保鮮期。如草莓用0.05%的甘露聚糖水溶液浸漬10s,經風乾,貯存1周,僅表皮稍失光澤,3周也未見長霉;而對照組2日後失去光澤,3日開始發霉。 ⑾ 殼聚糖
殼聚糖即脫乙醯甲殼素(C30H50N4O19),是粘多糖之一,呈白色粉末狀,不溶於水,溶於鹽酸、醋酸。它對大腸桿菌,金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌等有很好的抑制作用,且還能抑制生鮮食品的生理變化。因此它可作食品,尤其是果蔬的防腐保鮮劑。使用時,一般將殼聚糖溶於醋酸中,如用含2% 改性殼聚糖塗膜蘋果。 ⑿ 過氧化氫
過氧化氫是一種氧化劑,它不僅具有漂白作用,而且還具有良好的殺菌、除臭效果。缺點是過氧化氫有一定的毒性,對維生素等營養成分有破壞作用,但它殺菌力強、效果顯著。但需經加熱或者過氧化氫酶的處理以減少其殘留。
常用於切面、麵條、魚糕等防腐,允許殘留量為0.1g/kg以下,其它食品為0.03g/kg以下。 ⒀ 硝酸鹽和亞硝酸鹽
硝酸鹽和亞硝酸鹽主要是作為肉的發色劑而被使用。亞硝酸與血紅素反應,形成亞硝基肌紅蛋白,是肉呈現鮮艷的紅色。另外硝酸鹽和亞硝酸鹽也有延緩微生物生長作用,尤其是對防止耐熱性的肉毒梭狀芽孢桿菌芽孢的發芽,有良好的抑制作用。但亞硝酸在肌肉中能轉化為亞硝胺,有致癌作用,因此在肉品加工中應嚴格限制其使用量,目前還未找到完全替代物。
允許用量為火腿、鹹肉、香腸、臘肉、鯨魚肉等在0.07g/k以下;魚肉香腸、魚肉火腿為0.05g/kg以下(以亞硝酸殘留量計)。

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